一种酚醛树脂基介孔碳及其制备方法技术

本发明专利技术涉及分子筛材料领域，特别涉及一种酚醛树脂基介孔碳及其制备方法，按重量份计，原料包括酚醛树脂100份，表面活性剂5‑30份，石蜡10‑35份，酸5‑50份；所述酚醛树脂由苯酚和甲醛在碱性条件、温度为75‑90℃下，经加成和缩聚反应得到本发明专利技术提供的酚醛树脂基介孔碳制备方法工艺简单易操作，通过苯酚和甲醛合成一定分子量的酚醛树脂作为前驱体，使制得的酚醛树脂基介孔碳材料孔结构及孔径具有可控性，达到均匀的纳米级微孔结构和较高的比表面积，有利于提高材料性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子筛材料领域，特别涉及一种酚醛树脂基介孔碳及其制备方法。

技术介绍

1、介孔碳材料是指孔径在2～50nm的多孔碳材料，其具有高的比表面积和高孔隙率、孔径尺寸在一定范围内可调、介孔形状多样、高热稳定性等优点，并且合成简单、易操作、无生理毒性。由于其优异的性质，在燃料电池、分子筛、吸附、催化反应、电化学等领域具有巨大的应用价值。近年来，介孔材料科学已经成为国际上跨化学、物理、材料、生物等学科交叉的热点研究领域之一，更成为材料科学发展的一个重要里程碑。

2、目前介孔碳的合成方法主要包括软模板法、硬模板法和自模板或者无模板法等。其中，软模板法是通过碳前驱体与表面活性剂通过氢键等相互作用进行自组装，再依次经过聚合、碳化和模板去除等处理步骤，最后制得介孔碳材料。然而，由于有机-有机自组装的过程往往需要较高的前驱体/模板比例才能得到介观有序的复合液晶相结构，因此所制备的介孔炭材料具有较厚的壁厚。此外，在碳化处理的过程中高分子骨架收缩较大，不利于微孔结构的保持，所以通常这种方法获得的介孔碳材料比表面积较低，孔径分布较宽。

技术实现思路

1、为解决现有的介孔碳材料比表面积较低、孔径分布较宽的缺点，本专利技术提供一种酚醛树脂基介孔碳及其制备方法。

2、本专利技术提供一种酚醛树脂基介孔碳，按重量份计，原料包括酚醛树脂100份，表面活性剂5-30份，石蜡10-35份，酸5-50份；所述酚醛树脂由苯酚和甲醛在碱性条件下，经加成和缩聚反应得到。

3、再进一步，所述酚醛树脂的制备方法具体为：将苯酚和甲醛投入反应容器中，加入碱性溶液调节体系ph值为8-10，调节反应温度为75-90℃，反应3-10h。

4、再进一步，所述苯酚和甲醛的摩尔比为1：(1.4-2)。

5、再进一步，所述苯酚树脂的分子量为500-1000，粘度为5000-25000mpa·s。

6、进一步的，所述表面活性剂为吐温、氢化蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。

7、进一步的，所述酸为对甲苯磺酸、甲基磺酸和苯酚磺酸中的至少一种。

8、本专利技术还提供上述的酚醛树脂基介孔碳的制备方法，包括如下步骤：

9、s1、将所述酚醛树脂、表面活性剂、石蜡和酸搅拌混匀，在50-80℃下固化20-60min，得到固化的酚醛树脂；

10、s2、将所述固化的酚醛树脂置于炉中，在氮气的保护下，以1-5℃/min的升温速率升温至300-450℃进行预碳化，然后再以3-8℃/min的升温速率升温至800-900℃碳化，获得所述酚醛树脂基介孔碳。

11、进一步的，所述预碳化的时间为2-10h，所述碳化的时间为2-10h。

12、与现有技术相比，本专利技术提供的酚醛树脂基介孔碳制备方法工艺简单易操作，通过苯酚和甲醛合成一定分子量的酚醛树脂作为前驱体，使制得的酚醛树脂基介孔碳材料孔结构及孔径具有可控性，达到均匀的纳米级微孔结构和较高的比表面积，有利于提高材料性能。

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【技术保护点】

1.一种酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：按重量份计，原料包括酚醛树脂100份，表面活性剂5-30份，石蜡10-35份，酸5-50份；所述酚醛树脂由苯酚和甲醛在碱性条件下，经加成和缩聚反应得到。

2.根据权利要求1所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述酚醛树脂的制备方法具体为：将苯酚和甲醛投入反应容器中，加入碱性溶液调节体系pH值为8-10，调节反应温度为75-90℃，反应3-10h。

3.根据权利要求2所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述苯酚和甲醛的摩尔比为1：(1.4-2)。

4.根据权利要求2所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述苯酚树脂的分子量为500-1000，粘度为5000-25000mPa·s。

5.根据权利要求1所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述表面活性剂为吐温、氢化蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。

6.根据权利要求1所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述酸为对甲苯磺酸、甲基磺酸和苯酚磺酸中的至少一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的酚醛树脂基介孔碳的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的酚醛树脂基介孔碳的制备方法，其特征在于：所述预碳化的时间为2-10h，所述碳化的时间为2-10h。

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【技术特征摘要】

1.一种酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：按重量份计，原料包括酚醛树脂100份，表面活性剂5-30份，石蜡10-35份，酸5-50份；所述酚醛树脂由苯酚和甲醛在碱性条件下，经加成和缩聚反应得到。

2.根据权利要求1所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述酚醛树脂的制备方法具体为：将苯酚和甲醛投入反应容器中，加入碱性溶液调节体系ph值为8-10，调节反应温度为75-90℃，反应3-10h。

3.根据权利要求2所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于：所述苯酚和甲醛的摩尔比为1：(1.4-2)。

4.根据权利要求2所述的酚醛树脂基介孔碳，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：连惠山，林志祥，池佩富，戢超，黄金登，李祥儒，
申请(专利权)人：福建天利高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：